專利名稱：基于重力式熱管與廢熱利用的空浴式汽化器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種空浴式汽化器，尤其涉及一種可將空分裝置中的廢熱進(jìn)行能量回收，并將回收的能量用于低溫液體汽化的基于重力式熱管與廢熱利用的空浴式汽化器。
背景技術(shù)：
空浴式汽化器廣泛的用于空分裝置中的低溫液體汽化，但由于空浴式汽化器的換熱一般是基于自然對流的空氣換熱，體積較大，換熱效率較低，而空分裝置中如空壓機(jī)，氮壓機(jī)，膨脹機(jī)等機(jī)器設(shè)備在使用過程中往往需要大量的循環(huán)冷卻水，吸收熱量后的循環(huán)冷卻水一般通過冷卻水塔向環(huán)境釋放熱量冷卻降溫，因此其向環(huán)境中釋放的熱量沒有得到重復(fù)利用，合理規(guī)劃和利用這部分廢熱正成為空分裝置經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的關(guān)鍵。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型主要是提供了一種結(jié)構(gòu)簡單，占用空間小，可將空分裝置中的廢熱進(jìn)行能量回收，并將回收的能量用于低溫液體汽化，節(jié)能環(huán)保的基于重力式熱管與廢熱利用的空浴式汽化器，解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的空分裝置中的空浴式汽化器換熱效率較低，且在空分裝置運(yùn)行過程中產(chǎn)生的廢熱只能釋放到周圍環(huán)境中，導(dǎo)致能源浪費(fèi)大等技術(shù)問題。本實(shí)用新型的上述技術(shù)問題主要是通過下述技術(shù)方案得以解決的一種基于重力式熱管與廢熱利用的空浴式汽化器，包括連接在空分裝置上的熱源循環(huán)冷卻水管道和低溫液體輸送管道，在所述熱源循環(huán)冷卻水管道和低溫液體輸送管道之間橫設(shè)有若干段熱管，熱管的蒸發(fā)端熱傳導(dǎo)連接在熱源循環(huán)冷卻水管道上，熱管的冷凝端熱傳導(dǎo)連接在低溫液體輸送管道上。熱源循環(huán)冷卻水管道中的冷卻水用于空分裝置中的熱源設(shè)備降溫，其在循環(huán)過程中吸收熱源設(shè)備產(chǎn)生的廢熱，而空分裝置中的低溫液體輸送管內(nèi)的低溫液體在汽化成常溫產(chǎn)品氣體時(shí)需吸收熱量，由此通過在熱源循環(huán)冷卻水管道和低溫液體輸送管道之間設(shè)置熱管即可實(shí)現(xiàn)熱量的轉(zhuǎn)移利用，即熱源循環(huán)冷卻水管道內(nèi)的循環(huán)冷卻水在經(jīng)過空分裝置的熱源(如空壓機(jī)級間、級后冷卻器)并吸收熱量后，流動(dòng)至熱管的蒸發(fā)端并與熱管蒸發(fā)端進(jìn)行熱交換，熱量釋放使熱管內(nèi)的工質(zhì)蒸發(fā)汽化，循環(huán)冷卻水冷卻降溫后回流至水塔進(jìn)行下一個(gè)循環(huán)，而熱管內(nèi)的工質(zhì)蒸發(fā)汽化后進(jìn)入到熱管的冷凝端，由于低溫液體輸送管道位于熱管的冷凝端，熱管內(nèi)的工質(zhì)熱量釋放使低溫液體輸送管道內(nèi)的低溫液體汽化成常溫的產(chǎn)品氣體，同時(shí)熱管內(nèi)工質(zhì)被重新冷凝成液態(tài)，并在重力作用下并回流至蒸發(fā)端并進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)，整體結(jié)構(gòu)簡單，占用空間小，換熱效率高，可將空分裝置中的廢熱進(jìn)行能量回收，并將回收的能量用于低溫液體汽化，節(jié)能環(huán)保。作為優(yōu)選，所述熱管的兩端分別延伸至熱源循環(huán)冷卻水管道內(nèi)和低溫液體輸送管道內(nèi)。將熱管的兩端直接延伸至對應(yīng)的熱源循環(huán)冷卻水管道內(nèi)或低溫液體輸送管道內(nèi)，傳熱效率聞，熱損失小。作為更優(yōu)選，在所述熱管的蒸發(fā)端和冷凝端上分別平行套裝固定有若干散熱翅片，且散熱翅片與對應(yīng)的熱源循環(huán)冷卻水管道或低溫液體輸送管道軸線平行。通過在對應(yīng)于熱源循環(huán)冷卻水管道或低溫液體輸送管道內(nèi)的熱管蒸發(fā)端或冷凝端上設(shè)置散熱翅片，增加了熱管的散熱面積，熱交換效率高。作為優(yōu)選，在所述熱管的蒸發(fā)端和冷凝端上分別平行套裝固定有若干散熱翅片，熱源循環(huán)冷卻水管道和低溫液體輸送管道蛇形穿插在對應(yīng)側(cè)的散熱翅片間?？梢酝ㄟ^在熱管的蒸發(fā)端和冷凝端上分別設(shè)置散熱翅片，并通過散熱翅片與對應(yīng)的熱源循環(huán)冷卻水管道·和低溫液體輸送管道進(jìn)行熱交換，熱源循環(huán)冷卻水管道和低溫液體輸送管道內(nèi)的流阻小，確保循環(huán)冷卻水和低溫液體正常傳輸。作為優(yōu)選，在所述熱管的中部設(shè)有絕熱保溫層，絕熱保溫層的一端抵接在熱源循環(huán)冷卻水管道外，另一端抵接在低溫液體輸送管道外。絕熱保溫層可減少熱管的熱量損失，節(jié)約能耗。絕熱保溫層可以是巖棉、泡沫玻璃等，作為更優(yōu)選，所述絕熱保溫層為發(fā)泡材料。發(fā)泡材料價(jià)格低廉，易采購，保溫效果好。作為優(yōu)選，所述熱管間平行設(shè)置，熱管與水平面的夾角為5°至15°，且熱管的冷凝端位于上方，蒸發(fā)端位于下方。熱管的冷凝端高于熱管的蒸發(fā)端，一是便于熱管內(nèi)的工質(zhì)蒸汽冷凝后及時(shí)回流至蒸發(fā)端，確保蒸發(fā)端的熱管內(nèi)始終存有一定量的熱量載體，提高了傳熱效率；二是便于熱管內(nèi)的工質(zhì)沸騰時(shí)蒸汽迅速上行至冷凝端，提高了傳熱速度。熱管可以采用其它工質(zhì)，作為優(yōu)選，所述熱管為兩端封閉的銅管，在所述熱管的腔體內(nèi)注有80%至90%的常溫水，熱管腔體內(nèi)的壓力為1. 3xlO^Pa至1. 3x1 O^4Pa0熱管內(nèi)的水容量過大時(shí)升溫會(huì)漲破熱管，容量過少不足時(shí)傳熱效率低，處于負(fù)壓狀態(tài)時(shí)可降低熱管內(nèi)冷卻水的沸點(diǎn)，提高傳熱效率和速度。因此，本實(shí)用新型的基于重力式熱管與廢熱利用的空浴式汽化器具有下述優(yōu)點(diǎn)通過在空分裝置的熱源循環(huán)冷卻水管道和低溫液體輸送管道之間設(shè)置熱管，并使熱管的兩端與對應(yīng)的管道間保持熱交換，換熱過程利用了熱管內(nèi)工質(zhì)的相變潛熱，不僅增強(qiáng)了換熱效果，而且有效的減少了汽化器的體積，結(jié)構(gòu)簡單，可將空分裝置中的廢熱進(jìn)行能量回收，并將回收的能量用于低溫液體汽化，節(jié)能環(huán)保。


圖1是本實(shí)用新型第一種實(shí)施方式時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型第二種實(shí)施方式時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面通過實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說明。實(shí)施例1 :如圖1所示，本實(shí)用新型的一種基于重力式熱管與廢熱利用的空浴式汽化器，包括位于空分裝置上的空壓機(jī)外、用于空壓機(jī)降溫冷卻的熱源循環(huán)冷卻水管道I和連接在低溫液體貯罐上的低溫液體輸送管道2，在熱源循環(huán)冷卻水管道I和低溫液體輸送管道2之間橫向連接了 6段熱管3，其中熱管3為兩端封閉的銅管，在所述熱管3的腔體內(nèi)注有80%的常溫水，熱管3腔體內(nèi)的壓力為1. 3xlO_3Pa，熱管3的蒸發(fā)端延伸至熱源循環(huán)冷卻水管道I內(nèi)，熱管3的冷凝端延伸至低溫液體輸送管道2內(nèi)，6段熱管3平行排列并等距離均布，且熱管3與水平面的夾角為 。，其中熱管3的冷凝端位于上方，蒸發(fā)端位于下方，在熱管3的蒸發(fā)端和冷凝端上分別平行套裝9片散熱翅片4，散熱翅片4焊接在熱管3上，且散熱翅片4與對應(yīng)的熱源循環(huán)冷卻水管道I或低溫液體輸送管道2軸線平行并等距分布，在對應(yīng)于熱源循環(huán)冷卻水管道I和低溫液體輸送管道2之間的熱管3外側(cè)帶有絕熱保溫層5，絕熱保溫層5由發(fā)泡材料制成。使用時(shí)，熱源循環(huán)冷卻水管道I內(nèi)的循環(huán)冷卻水在經(jīng)過空分裝置上的空壓機(jī)并吸收熱量后，流動(dòng)至熱管3的蒸發(fā)端并與熱管3蒸發(fā)端進(jìn)行熱交換，熱量釋放使熱管3內(nèi)的水蒸發(fā)汽化，循環(huán)冷卻水冷卻降溫后回流至水塔進(jìn)行下一個(gè)循環(huán)，而熱管3內(nèi)的水蒸發(fā)汽化后進(jìn)入到熱管3的冷凝端，由于低溫液體輸送管道2位于熱管的冷凝端，熱管3內(nèi)的水蒸汽熱量釋放使低溫液體輸送管道2內(nèi)的低溫液體汽化成常溫的產(chǎn)品氣體，同時(shí)熱管3內(nèi)的水蒸汽被重新冷凝成液態(tài)，并在重力作用下并回流至蒸發(fā)端進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)。實(shí)施例2:如圖2所示，在熱管3的蒸發(fā)端和冷凝端上分別平行套裝9片散熱翅片4，熱源循環(huán)冷卻水管道I和低溫液體輸送管道2彎折后蛇形穿插在對應(yīng)側(cè)的散熱翅片4間。其余部分與實(shí)施例1相同。本文中所描述的具體實(shí)施例僅僅是對本實(shí)用新型的構(gòu)思作舉例說明。本實(shí)用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，但并不會(huì)偏離本實(shí)用新型的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。
權(quán)利要求1.一種基于重力式熱管與廢熱利用的空浴式汽化器，包括連接在空分裝置上的熱源循環(huán)冷卻水管道(I)和低溫液體輸送管道(2)，其特征在于在所述熱源循環(huán)冷卻水管道(I)和低溫液體輸送管道(2 )之間橫設(shè)有若干段熱管(3 )，熱管(3 )的蒸發(fā)端熱傳導(dǎo)連接在熱源循環(huán)冷卻水管道(I)上，熱管(3)的冷凝端熱傳導(dǎo)連接在低溫液體輸送管道(2)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于重力式熱管與廢熱利用的空浴式汽化器，其特征在于所述熱管(3)的兩端分別延伸至熱源循環(huán)冷卻水管道(I)內(nèi)和低溫液體輸送管道(2)內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于重力式熱管與廢熱利用的空浴式汽化器，其特征在于在所述熱管(3)的蒸發(fā)端和冷凝端上分別平行套裝固定有若干散熱翅片(4)，且散熱翅片(4)與對應(yīng)的熱源循環(huán)冷卻水管道(I)或低溫液體輸送管道(2)軸線平行。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于重力式熱管與廢熱利用的空浴式汽化器，其特征在于在所述熱管(3)的蒸發(fā)端和冷凝端上分別平行套裝固定有若干散熱翅片(4)，熱源循環(huán)冷卻水管道(I)和低溫液體輸送管道(2)蛇形穿插在對應(yīng)側(cè)的散熱翅片(4)間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項(xiàng)所述的基于重力式熱管與廢熱利用的空浴式汽化器，其特征在于在所述熱管(3)的中部設(shè)有絕熱保溫層(5)，絕熱保溫層(5)的一端抵接在熱源循環(huán)冷卻水管道(I)外，另一端抵接在低溫液體輸送管道(2 )外。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于重力式熱管與廢熱利用的空浴式汽化器，其特征在于所述絕熱保溫層(5)為發(fā)泡材料。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項(xiàng)所述的基于重力式熱管與廢熱利用的空浴式汽化器，其特征在于所述熱管(3)間平行設(shè)置，熱管(3)與水平面的夾角為5°至15°，且熱管(3)的冷凝端位于上方，蒸發(fā)端位于下方。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項(xiàng)所述的基于重力式熱管與廢熱利用的空浴式汽化器，其特征在于所述熱管(3)為兩端封閉的銅管，在所述熱管(3)的腔體內(nèi)注有80%至90%的常溫水，熱管(3)腔體內(nèi)的壓力為1. SxlO-1Pa至1. 3xlO_4Pa。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種空浴式汽化器，提供了一種結(jié)構(gòu)簡單，占用空間小，可將空分裝置中的廢熱進(jìn)行能量回收，并將回收的能量用于低溫液體汽化，節(jié)能環(huán)保的基于重力式熱管與廢熱利用的空浴式汽化器，解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的空分裝置中的空浴式汽化器換熱效率較低，且在空分裝置運(yùn)行過程中產(chǎn)生的廢熱只能釋放到周圍環(huán)境中，導(dǎo)致能源浪費(fèi)大等技術(shù)問題，它包括連接在空分裝置上的熱源循環(huán)冷卻水管道和低溫液體輸送管道，在所述熱源循環(huán)冷卻水管道和低溫液體輸送管道之間橫設(shè)有若干段熱管，熱管的蒸發(fā)端熱傳導(dǎo)連接在熱源循環(huán)冷卻水管道上，熱管的冷凝端熱傳導(dǎo)連接在低溫液體輸送管道上。
文檔編號F28D15/02GK202836288SQ201220502549
公開日2013年3月27日 申請日期2012年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月27日
發(fā)明者許斌 申請人:林德工程(杭州)有限公司